簡単な電気回路の問題をpythonで解く
イントロダクション
科学技術計算との相性が比較的良いpythonですが、電気回路に関するものが少なかったので、取り組んでみました。 ここ最近、資格試験や仕事で全くPCをいじれていなかったので、頭の体操代わりに簡単な交流電気回路を解いてみます。
目次
電気回路の基礎
高校物理を履修した人なら、オームの法則とキルヒホッフの法則はご存知かと思いますが、これらに加え行列、微分方程式、ラプラス変換などを使うと、大抵の電気回路、アナログ電子回路を解くことができます。
直流回路
直流回路の電流値を求めてみます。オームの法則で求めます。
問題は以下の通り。
E = 100 # V R = 1000 # ohm I = E/R # A print(I)
答えは、0.1 Aです。
単相交流回路
交流電源に抵抗とコンデンサと入れた回路について解きます。
Em = 100 # V f = 60 # Hz R = 1000 # ohm C = 10 * 10e-6 # F abs_I = (Em / np.sqrt(2)) / np.abs(R + 1/(2*np.pi*f*C)) # A print(abs_I)
まとめ
簡単な電気回路の問題を解きました。 頭が鈍っていたので、たったこれだけのことをするのにも、少し時間がかかりました。
今後は、より複雑な問題や三相交流回路、アナログ電子回路の問題を行列や微分方程式を使って、計算機工学の手法を使って解きたいと思います。
